Для безопасного состояния системы «человек – среда» необходимо согласование характеристик человека и элементов, составляющих среду. В тех случаях, когда такого согласования нет, возможны следующие негативные последствия:
– снижение работоспособности человека;
– развитие общих и профессиональных заболеваний;
– аварии, пожары, взрывы;
– производственный травматизм и др.
В ходе эволюционного и социального развития у человека выработалась естественная система защиты от опасностей. Эта система отличается совершенством, но имеет определенные пределы функционирования. Для защиты от опасностей, потенциально существующих в окружающей среде, человек осуществляет связь с окружающей средой при помощи своих анализаторов, которые называют иногда чувствующими приборами. Характеристики анализаторов человека необходимо учитывать при создании безопасных систем. Любой анализатор состоит из рецептора, проводящих нервных путей и мозгового конца. Рецептор превращает энергию раздражителя в нервный процесс. Проводящие пути передают нервные импульсы в кору головного мозга. Мозговой конец анализатора состоит из ядра и рассеянных по коре головного мозга элементов. Рассеянные элементы обеспечивают нервные связи между различными анализаторами. Между рецепторами и мозговым концом существует двусторонняя связь, которая обеспечивает саморегуляцию анализатора. Особенностью анализаторов человека является их парность, обеспечивающая высокую надёжность работы всей аналитической системы за счёт частичного дублирования сигналов.
Основной характеристикой любого анализатора является чувствительность. Не всякий раздражитель, воздействующий на анализатор, вызывает ощущение. Чтобы оно возникало, интенсивность раздражителя должна достичь некоторой определённой величины. При дальнейшем увеличении интенсивности раздражителя наступает момент, когда анализатор перестает работать адекватно. Воздействие раздражителя, превышающее по интенсивности некоторый предел, вызывает ощущение боли и нарушает работу анализатора. Интервал от минимальной до максимальной адекватно ощущаемой величины интенсивности раздражителя определяет диапазон чувствительности анализатора. Минимальную величину принято называть нижним абсолютным порогом чувствительности, а максимальную – верхним абсолютным порогом чувствительностианализатора. Количественные значения абсолютных порогов чувствительности анализаторов измеряются в величинах соответствующего раздражителя.
Для характеристики относительной (разностной) чувствительности анализатора вводится понятие дифференциального (относительного) порога, который используется в том случае, когда другие внешние раздражители являются помехой для формирования соответствующих ощущений.
Дифференциальным порогом чувствительности (порогом различения) называется минимальная разность между интенсивностями двух раздражителей, вызывающая едва заметное изменение ощущений.
Величины порогов не являются стабильными. Они зависят от многих факторов, зачастую трудно учитываемых. Поэтому каждый порог рассматривается как статистическое понятие – область на кривой психометрической функции.
В середине IXX века немецкими физиками В. Э. Вебером и Г. Фехнером при исследовании зависимости между величинами раздражения и ощущения был открыт закон, общий для всех органов чувств – величина ощущений человека изменяется медленнее, чем интенсивность раздражителя и пропорциональна логарифму последнего. Этот закон носит название «Основной психофизический закон Вебера-Фехнера». Математически полученная зависимость отображается формулой
Е =k·lgI + с (1.3)
где Е – сила ощущений;
I – интенсивность раздражителя;
k и с – константы.
Формирование начала ощущений не синхронно с действием раздражителя на рецептор анализатора, так как биологические процессы в организме человека протекают с определённой скоростью.
Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называется латентным (скрытым) периодом.
По той же причине существует инерционность анализатора – сохранение ощущений в течение некоторого времени после прекращения действия раздражителя на рецептор.
